鋰—液態(tài)多硫流動(dòng)電池實(shí)現(xiàn)“再生”
鋰—液態(tài)多硫流動(dòng)電池理論上適合用于電網(wǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能，然而這種電池在循環(huán)過(guò)程中容量容易降低，無(wú)法真正獲得應(yīng)用。歷時(shí)多年，美國(guó)斯坦福大學(xué)崔屹教授課題組日前找到恢復(fù)電容的“再生”之術(shù)，有望解決電網(wǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能難題。
課題組發(fā)表在《自然·通訊》雜志上的論文稱，以金屬鋰作為負(fù)極，以液態(tài)的多硫作為正極的鋰—液態(tài)多硫流動(dòng)電池，具有能量密度高、儲(chǔ)能成本低以及可流動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)，然而在充放電過(guò)程中，其中的液態(tài)多硫轉(zhuǎn)化成固態(tài)多硫析出，形成“死的多硫碎片”，導(dǎo)致電池循環(huán)過(guò)程中容量降低，無(wú)法真正應(yīng)用于電網(wǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能。而該研究能讓多硫碎片“起死回生”。
研究人員告訴科技日?qǐng)?bào)記者，所謂“再生”，是讓加入的硫粉與“死硫碎片”在加熱攪拌的情況下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將固態(tài)的低階多硫轉(zhuǎn)化為液態(tài)的高階多硫，從而恢復(fù)電池?fù)p失的容量。在實(shí)際的鋰—液態(tài)多硫的流動(dòng)系統(tǒng)中，每隔一段時(shí)間進(jìn)行一次“再生”，可以使整個(gè)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，并且使其具有較高的能量密度。課題組搭建了一個(gè)鋰—液態(tài)多硫流動(dòng)電池的儲(chǔ)能系統(tǒng)，進(jìn)行循環(huán)測(cè)試。在單體電池中使用的硫負(fù)載含量高達(dá)克級(jí)別，這比一般測(cè)試電池硫負(fù)載量高出很多，并且可以穩(wěn)定地運(yùn)行。
憑借其能量密度高、儲(chǔ)能成本低和安全特性，鋰—液態(tài)多硫儲(chǔ)能電池系統(tǒng)在未來(lái)電網(wǎng)級(jí)別的規(guī)模儲(chǔ)能中具有很好的應(yīng)用前景，而且有望將儲(chǔ)能成本降低至100美元/千瓦時(shí)以下。
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